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韓國推變形輪子,可適應地形克服障礙

2024年12月03日 首頁 » 熱門科技

用在運輸高敏感、不能震動的設備或物料

韓國推變形輪子,可適應地形克服障礙


人類發明了輪子,大幅推動了交通與文明,不過輪子有個最大的問題,就是在崎嶇地形的使用受限,別說爬樓梯,就是有顆太大的石頭,就能卡住輪子,為了提升輪子的越野能力,過去的想法是輪子做大一點,或是從避震器著手讓輪子可上下位移多一點,韓國機械與材料研究院(Korea Institute of Machinery and Materials,KIMM)想法則是:輪子能變形不就好了?

最早輪子沒有任何緩衝力,稍微顛簸道路行駛也會震到乘客骨頭都散了,到固特異發明硫化橡膠,使橡膠化學特性穩定,能廣泛包覆輪子,才稍微好一點,但要是行駛快一點,也是會震到屁股開花,要到登祿普發明現在主流的充氣輪胎,才讓高速行駛變成可能。

其實充氣輪胎就是最早的變形輪子,因空氣可壓縮性,使得充氣輪胎開上障礙物的變形幅度遠大於實心橡膠,所以能克服道路顛簸,只是充氣輪胎變形幅度與充氣氣壓有關,充氣很飽,內部氣壓大,變形能力就較差,要是輪胎沒氣,變形能力較好,可是也會使行駛摩擦力變大開不快,太沒氣還會輪框直接著地震動更嚴重。

要進一步提升輪胎的變形力,反過來又要回到非充氣輪胎的想法,最早非充氣輪胎是太空計劃月面車輪胎,主要是應對太空輪胎破了可沒辦法處理,需要永遠不會爆胎泄氣的輪胎。如今已有多種非充氣輪胎,多以各種橡膠支架結構取代充氣內胎功能。

韓國機械與材料研究院的變形輪胎,基本構造也是如此,變形的要點在於,以傳感器偵測地面障礙,調整支橡膠支架結構的軟硬度,讓輪胎應對地面形狀變形,這樣一來,平地是圓形輪胎可快速移動,遇上障礙地形就變形適應,不但可在崎嶇地形如履平地,甚至還能爬樓梯。

團隊讓搭載變形輪胎的輪椅載假人,爬上高18厘米樓梯,且變形輪胎設備最快前進速度達時速30公里,目標是未來達100公里。

變形輪胎可用在運輸高敏感、不能震動的設備或物料,也可讓機器人移動,目前機器人要在障礙地形移動多採用機器腿,一方面要相當科技才能讓機器腿平衡又走得快,但用腿走路無法避免上下震動,改用變形輪子,製作機器人的門檻可下降,移動也更平穩。

充氣輪胎髮明後很快就成為主流,當年登祿普用作腳踏車輪胎,腳踏車比賽因顛簸度遠少於實心輪胎,輕鬆大獲全勝,不過未來可能非充氣輪胎會扳回一城,傳感器與可變形加持下,障礙地形反倒要比充氣輪胎更健步如飛了。

(首圖來源:KIMM)

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